Vibraciones en Pórticos con Conexiones Intermedias Elásticas

Abstract

El estudio de las propiedades dinámicas de estructuras aporticadas tiene mucha importancia para un adecuado diseño estructural. En el presente trabajo se estudian las vibraciones libres en el plano de un pórtico de dos tramos (L-frame). El pórtico está empotrado en uno de sus extremos y elásticamente vinculado en el otro. En el tramo horizontal hay una rótula con
características elásticas. Se analizan las vibraciones para diversas condiciones de borde en el extremo del pórtico: las condiciones clásicas como empotrada, simplemente apoyada y libre y las restricciones elásticas. Para la rótula se consideran distintas constantes elásticas y se supone ubicada en diferentes
posiciones en el dintel. Como caso particular se modela la continuidad de la viga (viga sin rótula). Se presentan las primeras tres frecuencias naturales de vibración en el plano y en algunos casos, las formas modales correspondientes. Se estudia la influencia de la rótula elástica sobre las frecuencias naturales y formas modales. Con la formulación propuesta, basada en el cálculo variacional y la teoría de Euler-Bernoulli, es posible resolver vibraciones de pórticos y lograr el diseño de elementos estructurales más eficientes. En particular esto resulta relevante en estructuras en las que el peso propio debe ser minimizado, tales como las grandes construcciones de ingeniería civil, las estructuras off-shore y estructuras aeronáuticas. Los resultados numéricos se comparan con los calculados con el método de elementos finitos y con casos particulares disponibles en la literatura técnica calificada.